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【高中组一等奖】有关电热毯相关问题的调查与实践
巴蜀中学高2016级 吴汶怡
冬天的时候，南方没有暖气，湿寒很重，无论是对老年人还是对小孩都不好，再加上人们生活水平日益提高，电热毯，这个小小的东西变得越来越普遍，也越来越引发人们的关注。
今年刚入冬，我就急急忙忙催促妈妈赶紧把电热毯从箱底扒拉出来，妈妈总是叮嘱我：“电热毯不能开太久，睡觉的时候就要关掉”。而且，妈妈还在电热毯的上面铺了一层床单。
但是，当我问及妈妈为什么的时候，她有语塞了，只说报纸上都这样说，如果不这样做，电热毯就会烧起来，或者人的皮肤会被灼伤。
这个寒假，我参加了学校社团组织的社会调查与实践活动，收集和整理了一系列有关电热毯的知识和相关问题，并做了一些实践体验，让我增长了许多见识和感受。
一、电热毯的作用与由来
电热毯，是一种接触式电暖器具，它将特制的绝缘性能达到标准的软索式电热元件，呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，通电时即发热量。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖的目的。还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、广泛。
最早发明电热毯的是英国一个叫维德（Wade）的木匠，时间是1948年2月左右，距今有67年的历史。
他是在一个寒冷的夜晚，偶然发现包有符合标准的绝缘外皮的电阻线，手接触到电阻线后，既很安全没有触电，又感觉很温暖。他就突然间冒出了个想法，何不如把这些绝缘性能好的电阻线放在被子里，再通上电，晚上睡觉不就会越来越热吗？他通过不断实验和改良，最后，维德用细线将电阻线缝在褥子上，但电阻线太多躺上去太硬，他又干脆在布线的褥子上又缝上了一床褥子。他把这个褥子起名为“电褥子”，并告诉了所有的工友，不久，整个工地上每个人都有了电褥子。
通过查阅这段材料，我深深感受到，只要爱思考，人人都是发明家。
二、电热毯的温控原理
查阅高中物理教材及相关资料，我们知道了电热毯控制电路的简单工作原理
，如图所示，当开关处开高高温档时，直接接入到220V（最大值为220V）开始加热。所以，使用时一定要防止漏电及过热时发生火灾。当开关处于低温档时，通过二极管的单向导通特性使220V的交流正弦图象被截去了一半，其有效值（用于发热）由220V减为110V。
查阅百度百科，我们还知道了电热毯的安全控制电路的工作原理，如图所示。图中IC为NE555时基电路；RP3为温度调节电位器，其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阈电位Vf，且V5=Vf=2Vz。 220V交流电压经C1、R1限流降压，D1、D2整流，C2滤波，DW稳压后，获得9V左右的电压供IC用。室温下接通电源，因已调V2电热丝通电发热，温度逐渐升高。热敏传感器BG1随温度的升高，其穿透电流Iceo增大，V2、V6升高。当V2>Vz，V6≥Vf 时，IC翻转，③脚变为低电位，BCR截止电热丝停止发热，温度开始逐渐下降，BG1的Iceo随之逐渐减小，V2、V6降低。
三、电热毯安全报道触目惊心
查阅相关报道，我们发现，有关电热毯的安全问题，可远不止妈妈给我说的这些，每年因电热毯使用不当、电热毯质量问题引发的意外事故总是时有发生。
2014年12月18日 上午9时许，江苏南京鼓楼区宁夏路3号一单元一楼住户，一位94岁的老太因使用电热毯取暖不当，引发大火，现场浓烟滚滚，几公里外都能看到。由于市民发现较晚，报警迟，耽误了救援时间，当消防车、救护车赶到时，大火已烧了半个多小时，老太已被活活烧死。去年入冬以来，更有电热毯可能致使胎儿畸形的消息传出。“物美价廉”的电热毯难到成了危险品？于是，我又展开了进一步的调查与问询工作。
四、电热毯的安全使用
我查阅了家里的电热毯使用说明，知道了冬季使用电热毯须要注意以下事项：
1．电热毯不要与人体直接接触。
上面铺一层毛毯或床单。不可折叠使用，否则易烧坏电热线的绝缘面，发生火灾事故。
2．不能将电热毯放在有尖锐突起的金属物或硬物上使用。
3．电热毯不用时一定要切断电源，以防发生意外。
4．要避免在同一位置反复折叠，以防电热丝因折叠而断裂，造成火灾。如因久用而发生“不热”现象，应送厂家修理。
5．电热毯在使用时间长的时候如果维护不好有可能会发生漏电的现象，所以，最好也不要在睡觉的时候使用，在睡前最好关掉，无论如何不能通宵使用。
6．经常使用电热毯者，应适量增加饮水。
通过请教生物老师和有关医生，使我还了解到以下几类人员不宜使用电热毯：
（1）有高血压、冠心病等心脑血管疾病的患者不宜使用电热毯。
一般说来，人体的正常体温在夜间睡眠时比白天要低些，身体的新陈代谢也相对缓慢。
另外，在寒冷的冬季，人体血管处于收缩状态。如果夜间长时间用电热毯，身体处于一种相对高温状态下，血管扩张，心率、新陈代谢就会加快，血压升高，这就会加重心脑血管的负担，容易诱发心梗、心绞痛等疾病。
因此，患有高血压、冠心病等心脑血管疾病的老年患者不宜使用电热毯。
（2）孕妇不宜使用电热毯。
电热毯通电后会产生电磁场，这种电磁场可能会影响母体腹中胎儿的细胞分裂，使其细胞分裂发生异常改变。如果孕妇在这段时间内使用电热毯，最易使胎儿的大脑、神经和心脏等重要器官组织受到不良影响。由此可见，为了宝宝的健康，在寒冬季节中，孕妇睡觉时不要使用电热毯。
（3）育龄男性也不宜使用电热毯。
因为电热毯产生的高温会影响睾丸产生精子的能力。
（4）新生儿及婴幼儿也不适宜使用电热毯。
因为他们的体温调节能力比较差，最容易受环境温度波动而变化，随着被窝内温度的升高，婴幼儿的体温也会升高，体内的水分经皮肤和呼吸道散发，时间一长，极易引起脱水，导致脱水热等病症的发生。
（5）不能自理的人员，婴幼儿和对热不敏感的人不得使用电热毯。因为一旦有意外发生，将不能自行处理。
五、电热毯优劣的识别
查阅相关资料，我们还知道了选购电热毯时应从以下几个方面去识别电热毯的优劣。
1．商标
正规电热毯都有注册商标，凡无商标、厂名、厂址的，即是未取得国家电热毯产品统一合格证书的这种产品不能购买。否则将会带来不堪设想的后果。
2．外观
优质电热毯的外观色泽鲜艳，缝制精良，美观、平整，无破损痕迹。电源控制器外壳光滑美观，无安装方面的缺陷。有开、关标记，有明确的显示工作或非工作状态。推钮、旋钮推动灵活，旋转平滑，无破损裂纹。
3．电热元件
电热毯性能的优劣直接取决于电热元件质量的好坏。因为电热毯元件缝制在棉布套中间，眼睛看不见，也不能拆开检查，所以，挑选时应首先询问电热毯用的电热元件是什么材料制作的。可用手顺着电热丝走线触摸，当触及电热元件时，若手感到较细，一般是直线型挂塑电热线。这种电热元件虽然能满足安全性能要求，但抗拉性差，若在沙发床上使用，时间长了，就有可能拉断；若手感较粗，所用材料则为螺旋挂塑镍铬合金热线。这是目前国内较先进的电热元件，用该电热元件制成的电热毯，绝缘、耐水性能更好，安全性能更为可靠。
另外，电热元件和电源线的连接处，也要仔细观察。目前较先进的工艺是：对接头的防潮、防水绝缘密封，采取了塑料热压、注塑成型、树脂灌注等措施。采取以上措施的电热毯，其电源线和电热元件的连接处有—硬质塑料板，并将塑料板铆在电热毯的边缘。
4．通电试验
购买电热毯时应当场接通电源试验。把电热毯铺平，接通电源后指示灯发亮，通电2min即有温热感，平面温热均匀。
有条件时，还可将整个电热毯浸入0．20％盐水中浸泡48h，用500V高压电试通1s，如不击穿电热线，用手在水中摸而不触电、不麻手，则是符合部颁标准的产品，这种电热毯即使无意遭水浸湿或小孩尿床，也不会发生事故。
六、电热毯的辐射
近年来，关于电热毯的辐射问题，成了社会关注的热点。铺天盖地的报道让一些孕妇在买电热毯的时候畏手畏脚，害怕因为辐射问题让宝宝受到伤害。
那么，这些报道是不是真实的呢？带着这个问题，我们又请教了物理老师和有关专家，他们的回答是：
电热毯工作发热的同时确实要产生较强的电磁波辐射和感应电，特别是普通的电热毯。工作时产生100-190毫高斯的电磁波辐射，已超出国家标准几十倍至100多倍。
查阅相关资料，我们发现：人体与电热毯之间的感应电压可达40－70伏，且有15微安的电流。离电热毯数厘米处磁场强度高达20-50MG，其电磁强度也达到近2KVM，而50伏高压电线下电磁强度为3KVM。
强电场使部分人睡后产生不适，由于电热毯紧贴在孕妇身下，对处于发育阶段的胎儿存在潜在的危险，有可能导致胎儿的畸形。因此，孕妇最好禁止使用电热毯。如果确实需要必须使用，也应在临睡前先通上电，预热30分钟到1小时，睡时关闭开关，拔掉电源插头。
人体发生多种肿瘤病变的概率与所受的低频电磁辐射密切相关。电磁辐射会显著增大肿瘤、突变等重大疾病的发生率。
长期在电热毯的电磁辐射下，会破坏生物电的自然平衡，使生物电传递的信息受到干扰，能引起神经、生殖、心血管、免疫功能及眼睛视力等方面的改变。
其主要症状是：头痛、头晕、记忆力减退、注意力不集中、多梦、失眠、易激动、易疲劳、抑郁、呼吸困难、喘息、出汗、甲状腺机能的抑制，皮肤肾上腺功能障碍、皮肤老化、有产生白血病的可能、男女生育能力下降、妇女月经紊乱、乳癌舌颤、脸颤、腰背酸痛等。
为了防止辐射又能达到取暖的目的，务请大家做到睡前开启电热毯，睡时关闭开关，拔掉电源插头！
七、电热毯亲肤实践
为什么电热毯不要直接接触皮肤？对于这个问题，我还亲自做了实践体验。
我尝试了一下穿着睡衣直接躺在电热毯上，确实有很强烈的不适感，受热极不均匀，尤其在电热丝处的受热感特强。
原来，电热毯是借由自身直接发热来工作的，也就是说相当于皮肤只隔了一层薄衣服接触直接发热的东西，由于电热毯的功率较大（最大功率: 76W(含)-100W(含)），表面温度很高，皮肤很容易被灼伤。
所以，使用时，还是要铺上一层床单或薄棉絮为好，电热毯发出的热量就较为温和的传到人的体表，且受热均匀，皮肤也就受到了保护。
由于电热毯选用的材质不是亲肤的，特别是劣质的电热毯，所用的材质特别粗糙，非常容易引起皮肤过敏，尤其是干性皮肤。所以，使用电热毯时，除了预防火灾隐患、漏电隐患、防辐射外，还得预防下列疾病的发生：
1．皮炎
有些人用了电热毯以后，全身会出现针尖大小的丘疹。丘疹多开始于接触电热毯的背部，臀部，大腿后侧，然后逐渐蔓延至全身。患者自觉瘙痒难忍，彻夜难眠，影响休息和工作。
据研究，这种情况多发于年老体弱，体制过敏者以及糖尿病肾病和肝胆胃肠疾病人。这是因为，长时间通电后，电热毯持续散热，使人体皮肤中的水分不断蒸发而变得干燥，热原体对皮肤的刺激所引起的。
2．呼吸道感染
在正常情况下，人体主要是通过呼吸和皮肤来散热的，使用电热毯后，被窝里的温度比较高，室内温度较低。这样一来，造成了里热外冷的状况，鼻、咽、气管、支气管等上呼吸道黏膜的毛细血管正处于扩张状态，呼吸比平时加深加快，特别容易造成早晨起床时的咳痰、呛鼻血等现象。
这一方面是居室里的冷空气刺激呼吸道黏膜，造成黏膜干燥，容易出现咽炎、喉炎、支气管疾病；另一方面被窝里的温度较高，露在被子外边的头部容易出汗，在熟睡中，手脚也会伸出被子外，很容易着凉感冒，造成上呼吸道感染。
3．脱水热
有的人使用电热毯后，第二天会出现唇及咽喉干燥、声音嘶哑、面色潮红等症状，婴幼儿还会出现发热、烦躁不安、哭闹等现象，在医学上将其称为“脱水热”，因为人体含有大量水分，成人体重的60%是水，婴幼儿体内水分则占70%-80%。为了维持生命需要，人体每天需要补充水分2500毫升。
婴幼儿正处于生长发育时期，在睡眠时，体内的新陈代谢同样旺盛。据科学研究测定，体温每升高 1℃ ，体内的水分就蒸发掉10%。另一方面营养的吸收，运输及代谢产物的排泄，出汗散热，均需要消耗体内水分。所以使用电热毯应防脱水热。
因此，使用电热毯时，在睡觉前，应适量增加饮水，室内还可放置一盆适量的清水。
八、调查感想
这次参加有关电热毯相关问题的调查与实践活动，让我感受最深的有以下三点：
1．生产商应多为用户的安全和健康着想，改进技术，提高质量，减少和杜绝危害，给社会以安全感；
2．任何产品都有利有弊，用好有利，严防不利，用户特别要增强对产品的了解，并科学安全地使用；
3．全民提高质量意识、安全意识和健康意识，不用劣质产品，不食劣质食品，不因贪小利而埋大患
主要参考文献：
1．高中物理教材及相关资料
3．科知故事——电热毯竟然是英国木工的发明！
（http://story.kedo.gov.cn/fmqw/399718.shtml）
4．新华网今日热点（http://www.js.xinhuanet.com/2014-12/22/c_1113729598.htm）
点评：
这是一篇社会调查类科技论文，作者对社会关注的电热毯的方方面面资料做了系统的收集、归纳和整理，并做了走访、请教老师和切身体验等方面的工作，表明作者走出了学校，走出了书本，关注着社会，增强了在学校和书本中学不到的许多知识和见识。
作者文笔流畅，逻辑清晰，图文并茂。通过阅读本文，可以全面系统地了解电热毯的利与弊以及科学安全的使用方法。尤其是作者参加活动后的三点调查感想更是体现了作者对社会的一种高度责任，和对人们的一种深切唤醒。
指导教师 秦德胜